危险品道路运输网络设计及车辆综合调度优化问题研究

危险品道路运输网络设计及车辆综合调度问题是极其复杂的优化问题。在对系统特点及性能指标深入分析的基础上，考虑到政府和运输商之间的博弈特征，综合平衡社会危险性、居民危险公平性、路径时空相异性、路段最大危险性、运输商成本等重要指标，考虑多条路径间危险性的相互作用机理，分别建立多商品多目标可替换路径集合优化模型、多商品多目标双层规划模型及博弈模型，研究基于随机模拟技术、基于顶点优先权和结构重要度以及小生境复制技术的网络极值求解进化算法，利用其隐并行性为多种商品提供可替换路径集合。对模型的可适性及解质量进行评估研究。以可替换路径集为可行域，考虑问题的时空复杂性，构建交通网络中危险品运输车辆实时调度的非线性空间时序优化模型，分析模型复杂性特征，设计有效算法，确立稳定解，从而设计构造危险品道路运输时空优化动态可执行调度网络，也可为政府相关部门制定危险品运输管理规则及交通管制措施提供重要的科学依据。

危险品运输是其生命周期中的一个重要环节，近年来其运量不断增加，运输事故时有发生。危险品由于其特殊危险特性，一旦发生事故，可能会造成巨大的损失，公众对此非常敏感。研究危险品运输网络设计方法及车辆调度优化方案，不仅能给政府决策部门及危险品运输企业提供直接参考，同时也是预防危险品运输事故的有效途径。本项目针对危险品道路运输系统，首先建立了新的危险品运输风险模型。进而根据危险品运输时面临的不同情况，将危险品运输网络设计问题细分为单源单汇、单源多汇、多源多汇3种情况分别展开研究；针对单源单汇危险品运输，建立了基于染色体标记多目标遗传算法的运输网络设计方法；针对单源多汇危险品运输，分单车集中服务型、多车协同服务型2个方面分别展开研究，分别建立了相应的多目标优化设计模型及求解算法；针对多源多汇危险品运输，构建了运输网络多目标优化设计模型，并用“二阶段法”进行了求解。最后针对危险品车辆调度优化问题，分单源多汇、多源多汇2种情况展开了深入研究，分别构建了综合考虑运输风险、运输费用和运行时间的多目标危险品车辆调度优化模型及求解算法。研究成果可为保障危险品运输安全提供基础理论支持，为后续研究提供了新的方法和手段，同时，也为学科建设培养了人才。